Earth's mysterious red glow, explained - Zoe Pierrat

Translator: Minh-Hung Nguyen Reviewer: Hoàng Trung Lê

In 2009, a satellite circled Earth,

Năm 2009, một vệ tinh nhân tạo bay xung quanh Trái Đất.

methodically scanning and sorting the wavelengths

cẩn thận quét và phân loại các bước sóng

reflecting off the planet’s surface.

phát ra từ bề mặt.

Trong khi các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm dấu hiệu quang phổ của khí cacbonic

Researchers were looking for the spectral signature of carbon dioxide

when they noticed something baffling:

họ chú ý tới một thứ khó hiểu:

an unexpected wavelength of unknown origin.

một bước sóng bất ngờ xuất hiện từ một nguồn bí ẩn.

They tried looking at Earth with only this wavelength,

Họ cố gắng nhìn vào các bước sóng này

and saw the planet covered in a red hue of varying intensity.

và thấy rằng Trái Đất được bao phủ bởi một màu đỏ với cường độ khác nhau.

This couldn’t have been reflected sunlight

Điều này không thể gây ra bởi ánh nắng phản chiếu

because it was a wavelength that never escapes the Sun’s outer atmosphere.

vì bước sóng đó không thể thoát ra lớp khí quyển ngoài của Mặt Trời.

And it didn’t correspond with densely populated areas,

Và bước sóng đó không liên quan đến mật độ dân số,

suggesting it wasn’t human-made either.

cho thấy hiện tượng này cũng không phải là do con người.

In fact, it was emanating from places with lots of plants:

Thực tế, nó bắt nguồn từ những nơi có nhiều cây cối:

the Amazon basin, northern evergreen forests,

Rừng mưa Amazon, những khu rừng thường xanh ở phía bắc

and croplands of the Midwestern US were all ablaze.

và các nông trại miền Trung-Tây Hoa Kỳ đều đang rực cháy.

So, what was going on?

Điều gì đang xảy ra?

Plants and other organisms use light to grow by way of photosynthesis.

Thực vật và một số sinh vật khác dùng ánh sáng để sinh trưởng

thông qua quá trình quang hợp.

But that’s just one of three ways that light

Tuy nhiên, đó chỉ là một trong ba cách mà ánh sáng

entering a photosynthetic organism is used.

được sử dụng khi đi vào các sinh vật quang hợp.

And this is the key to solving the mystery.

Và đây chính là chìa khoá cho sự bí ẩn trên.

To understand the others, we need to begin with photosynthesis.

Để hiểu thêm về những cách trên, chúng ta cần bắt đầu với quang hợp.

During this process,

Trong quá trình quang hợp,

sunlight hits structures within a plant’s cells called chloroplasts,

ánh sáng đi vào một cấu trúc tế bào thực vật được gọi là lạp lục,

which are packed with chlorophyll pigments.

nơi chứa các sắc tố diệp lục.

When chlorophyll molecules absorb light, some of their electrons become excited.

Khi các phân tử diệp lục hấp thụ ánh sáng, một số electron được kích động.

They go through a series of reactions,

Chúng đi qua một chuỗi phản ứng

which transform light energy into chemical energy.

biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học,

This powers the conversion of carbon dioxide and water into glucose,

thúc đẩy cacbonic và nước biến thành đổi thành glucose,

the simple sugar plants need to grow.

loại đường đơn cần thiết để thực vật sinh trưởng.

And of course, this reaction generates an important byproduct.

Và tất nhiên, phản ứng này tạo ra một sản phẩm phụ rất quan trọng.

Photosynthesis—

Quang hợp—

which is constantly being carried out by plants, algae, and bacteria—

quá trình mà thực vật, tảo và vi khuẩn luôn luôn thực hiện—

produces all of Earth’s oxygen.

sản xuất toàn bộ khí ôxy trên Trái Đất.

Nhưng thực vật thường hấp thụ nhiều ánh sáng hơn mức cần thiết để sử dụng.

But plants regularly absorb more light than they’re able to consume.

For instance, over winter,

Ví dụ, vào mùa đông,

the frozen leaves of evergreen trees can't photosynthesize at their usual rate,

những chiếc lá đóng băng của cây thường xanh

không thể quang hợp ở mức thường lệ,

but they're still exposed to a lot of sunlight.

nhưng vẫn tiếp xúc với rất nhiều ánh nắng.

If not dealt with, the excess light can damage their photosynthetic machinery.

Nếu không được giải quyết,

lượng ánh sáng dư thừa đó sẽ phá huỷ bộ máy quang hợp của cây.

So, the second way plants use light is by transforming it into heat

Do đó, cách thứ hai cây cối dùng ánh sáng là chuyển chúng thành nhiệt

and dissipating it out of their leaves.

và toả ra qua những chiếc lá.

Cách thứ ba để thực vật tương tác với ánh sáng

The third way plants interact with incoming light

is by radiating it back out at a different wavelength,

là phản xạ lại bằng một bước sóng khác,

tạo ra một thứ được gọi là huỳnh quang diệp lục (chlorophyll fluorescence)

producing what’s called chlorophyll fluorescence.

During photosynthesis, the chlorophyll’s excited electrons

Trong quá trình quang hợp, các electron bị kích động trong lục lạp

move through that series of chemical reactions.

đi qua một chuỗi các phản ứng hoá học.

But as some of the excited electrons fall back to their ground states,

Nhưng khi một số electron kích động đó trở lại trạng thái ban đầu,

they emit energy as light.

chúng phát ra năng lượng ở dạng ánh sáng.

Overall, about 1% of the light absorbed is re-emitted

Nhìn chung, khoảng 1% lượng ánh sáng hấp thụ được phát ra

as wavelengths at the red end of the spectrum.

dưới những bước sóng nằm gần vị trí màu đỏ trên quang phổ.

It’s such a small amount that you can’t see it with the naked eye.

Đó là một lượng rất nhỏ, bạn không thể thấy chúng bằng mắt thường.

But plants the world over are fluorescing as they photosynthesize.

Nhưng thực vật trên toàn thế giới phát huỳnh quang trong khi quang hợp.

And this is what’s caused the Earth’s baffling red glow,

Và đây là thứ giải thích cho ánh đỏ rực khó hiểu của Trái Đất

as observed by satellite.

như đã quan sát được bằng vệ tinh.

It was an accidental discovery, but a huge breakthrough.

Đó chỉ là do ngẫu nhiên nhưng đã trở thành một khám phá vĩ đại.

Tracking chlorophyll fluorescence from space

Theo dõi huỳnh quang diệp lục từ không gian

allows us to watch the planet breathe in real time—

sẽ giúp chúng ta thấy được hơi thở thực sự của hành tinh—

and monitor the health of ecosystems worldwide.

và quản lý sức khoẻ của hệ sinh thái trên toàn thế giới.

Previously, researchers used levels of greenness

Trước đó, các nhà nghiên cứu sử dụng các mức độ màu xanh khác nhau

as the main estimate for plant health.

để đánh giá sức khoẻ của hành tinh.

Because plants generally change colors or lose foliage when they’re stressed,

Bởi vì các loài thực vật thường đổi màu hoặc rụng lá dưới các tác nhân tiêu cực,

higher levels of green typically indicate healthier plants.

thực vật càng xanh thường sẽ càng khoẻ mạnh.

But this measure can be unreliable.

Nhưng sự đo lường này là không đáng tin cậy.

In contrast, chlorophyll fluorescence is a direct measure

Ngược lại, huỳnh quang diệp lục trở thành một thước đo trực tiếp

of photosynthetic activity.

của các hoạt động quang hợp.

It can help us infer how much oxygen is being released

Nó có thể giúp chúng ta tính toán lượng khí ôxy được tạo ra

and how much carbon is being absorbed in a given system.

và lượng cacbon được hấp thụ bởi một hệ sinh thái xác định.

Drops in chlorophyll fluorescence may also occur

Lượng huỳnh quang diệp lục cũng có thể giảm

before visible signs of plant stress, making it a timely measure.

trước những tác nhân lên thực vật, khiến nó trở thành một biện pháp kịp thời.

Scientists have already used chlorophyll fluorescence to monitor

Các nhà khoa học đã dùng huỳnh quang diệp lục để quản lý

harmful phytoplankton blooms,

hiện tượng bùng nổ có hại các sinh vật phù du

and track the effects of drought in the Amazon and Great Plains.

và theo dõi hậu quả những đợt hạn hán ở Amazon và đại bình nguyên Bắc Mỹ

Going forward, we’ll be investigating photosynthesis from space,

Trong tương lai, chúng ta sẽ quan sát quang hợp từ không gian

and gauging how best to support our silent friends,

và đánh giá cách giúp đỡ tốt nhất cho những người bạn ít nói của chúng ta,

who already do so much for us.

những người bạn đã cho chúng ta quá nhiều.